无源晶振等效电路(无源晶振振荡电路)

海潮机械 2023-01-16 06:47 编辑:admin 67阅读

1. 无源晶振振荡电路

一、晶体管

晶体管:英文 Crystal,电路上一般会简写为 XTAL,需要外加时钟电路才能输出时钟信号,所以一般叫无源晶振,也叫谐振器。

晶体(crystal)是有明确衍射图案的固体,其原子或分子在空间按一定规律周期重复地排列。晶体中原子或分子的排列具有三维空间的周期性,隔一定的距离重复出现,这种周期性规律是晶体结构中最基本的特征。

普通的单片机需外接晶体和两个电容,以STM32单片机为例,其OSC_IN和OSC_OUT是外部时钟源HSE的输入引脚,STM32的HSE时钟可以使用晶体或者晶振提供时钟源。

1.晶体管一般是 2 脚或者 4 脚,2 脚最常见,晶体无极性,直插到PCB板子上,没有接地,精度低,

2.不供电,又称晶体谐振器,需要RC谐振电路才可以起振

二、晶振

晶振,英文 Crystal oscillator,电路上一般简写为 XO,内部有时钟电路,供电即可产生时钟信号,所以一般叫有源晶振,也叫振荡器。

晶振一般是 4 脚,1 个 VCC,2 个 GND,1 个 Output。

1.一般4个管脚(电源端、地、输出、还有一个压控或者悬空端子)贴片式

2.又称石英晶体振荡器

3.内部有时钟电路,供电即可产生时钟信号

2. 无源晶振电路原理图

无源晶振的负载电容,其实也是匹配电容

一个12M晶振的负载电容为12.5PF,那么在匹配12.5PF的电容是,晶振输出的才是12M。如果改成9PF或者20PF,那么无源晶振输出的频率会与12M差很多。

实际上调整的负载电容时,就是在调整晶振的输出频率。那么如何确定这个电容值,你就一目了然了,将电容换成可变电容,在输出端连接频率计,调整可变电容,直到输出频率为你所需要的频率时,这时的可变电容值就是你所需要的负载电容值。

电容不能太小,晶体不起振,当电容太大,会失去振荡平衡,造成电路工作不稳定。

3. 无源晶体振荡器的工作原理

通过石英的压电效应进行工作。工作原理为:在石英水晶片的两边镀上电极,通过在两电极上加一定的电压,因为石英有压电效应,电压形成了,自然就会产生形变,从而给IC提供一个正弦波形。通过IC的内部整形和PLL电路后产生方波,然后输入给下级电路。无源晶振就是一个晶体,必须要结合外围电路构成一个振荡器才能输出特定频率的信号,而这个振荡器是需要提供电源的。像MCU可以用无源晶振是因为其内部集成有构成振荡器的电路,晶体不好集成就只好外加。扩展资料:无源晶振工作的注意事项:

1、晶振的选型选择合适的晶振对单片机来说非常重要,我们在选择晶振的时候至少必须考虑谐振频点、负载电容、激励功率、温度特性长期稳定性等参数。合适的晶振才能确保单片机能够正常工作。

2、电容引起的晶振不稳定晶振电路中的电容C1和C2两个电容对晶振的稳定性有很大影响,每一种晶振都有各自的特性,所以我们必须按晶振生产商所提供的数值选择外部元器件。通常在许可范围内,C1,C2值越低越好,C值偏大虽有利于振荡器的稳定,但将会增加起振时间。

3、单片机晶振被过分驱动引起的问题晶振被过分驱动会渐渐损耗晶振的接触电镀从而引起晶振频率的上升。我们可用一台示波器来检测,OSC,输出脚,如果检测一非常清晰的正弦波且正弦波的上限值和下限值都符合时钟输入需要,则晶振未被过分驱动。

4. 无源谐振电路

电路中电容电阻电感,属于容抗、阻抗和感抗电路,即是RLc电路,谐振电路。

过去,收音机,音响很多使用RLc电路,电子设备等经常用到,即是起到容抗,阳抗和感抗,有效发挥作用,如电流声突然增大,它就调谐作用

5. 有源晶振电路

晶振电路严格的说是有三种: 1、最普通的模式,也就是外接无源晶振,然后每个晶振的一个脚都接一个20-30pF的电容到地。 2、外接振荡源的模式,也就是利用有源晶振,脉冲输出后直接接XTAL1,然后XTAL2接地。 3、内置RC振荡电路法,有一些单片机比如AVR系列的,都内置有RC振荡电路,可以实现内部1M,2M,4M,8M振荡电路。不过我个人感觉这种振荡电路的精度比如外接晶振。

6. 无源晶振原理图

25M的工作不稳定,改用12M,电容:pf

7. 无源晶振电路图

无源晶振底面视图:底面视图中箭头指的焊盘和对角的焊盘是连通的,和晶振的盖子也是连通的,在线路板上使有时接地和不接地都没有关系。

这两个焊盘的主要作用是在贴片时更好的把晶振固定在线路板上。贴片晶振有一个脚位有一点缺口,从这个缺口开始,顺时针数;就可以清楚的分辨出脚1、2、3、4脚位,通常四脚无源晶振我们知道,只有两个脚是功能脚,其余两个脚起不到任何作用,电路中,脚1和脚3是通电的,电流从脚1流入、脚3流出。

8. fpga 无源晶振

fpga芯片的晶振是固定的。如果需要提高器件的工作频率,使用pll锁相环输出需要的时钟频率,但是要休息相位差

9. 有源晶振振荡电路

晶振是石英晶体谐振器和石英晶振振荡器的简称,石英晶体谐振器我们一般称它为无源晶振,就是用石英(SiO2)材料做成的石英晶体谐振器(英文:crystal),起产生频率的作用,具有稳定,抗干扰性能良好的, 广泛应用于各种电子产品中。石英晶体振荡器我们称呼为有源晶振,石英晶体振荡器(英文:oscillator)是一种能量转换装置--将直流电能转换为具有一定频率的交流电能,其构成的电路叫振荡电。